【正文】 某車站接觸網(wǎng)的平面布置圖畢業(yè)設(shè)計目 錄第1章 緒論 1 課題研究目的意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 國外研究現(xiàn)狀 1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 1 論文研究內(nèi)容 2第2章 氣象條件及負載計算 3 氣象條件 3 接觸懸掛類型 4 負載計算 5第3章 站場平面布置圖設(shè)計 8 供電平面圖 8 供電方式 8 供電平面圖 8 拉出值計算與錨段劃分 9 拉出值計算 9 錨段劃分 9 中心錨結(jié) 10 跨距計算 11 接觸線索馳度長度計算 14 張力馳度計算 14 線索長度計算 15 全補償簡單鏈型懸掛安裝曲線計算 16第4章 接觸網(wǎng)設(shè)備選擇 19 支持裝置 19 腕臂支持裝置 19 硬橫跨 19 定位裝置 20 正定位和反定位 20 組合定位 21 支柱負載計算與校驗 22 中間柱容量校驗 25 轉(zhuǎn)換柱容量校驗 26 錨柱容量校驗 28第5章 表格欄及相應說明 30 側(cè)面界限 30 支柱類型 30 地質(zhì)情況 31 橫臥板類型 32 接觸網(wǎng)接地 33第6章 結(jié)論 34參考文獻 35致謝 36附錄 37附錄A 外文資料 37附錄B 大沙坪車站接觸網(wǎng)平面布置圖設(shè)計CAD圖 62II石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設(shè)計第1章 緒 論 課題研究目的意義接觸網(wǎng)在供電回路中起著十分重要的作用，直接影響著電氣化鐵道的運行可靠性，因此必須使接觸網(wǎng)始終處于良好的工作狀態(tài)，安全可靠的向電力機車供電，對于保證鐵路運輸暢通無阻有著極為重大的意義。接觸網(wǎng)運行的特點是在露天條件下始終與電力機車受電弓相接觸取流，工作條件惡劣且無備用設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備故障統(tǒng)計，由于接觸網(wǎng)故障對鐵路行車造成的影響平均時間在4小時左右，因此關(guān)于接觸網(wǎng)的研究維護具有非常重要的價值。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀目前，接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)以意大利和德國研制的裝置最具代表性。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看，意大利和奧地利接觸網(wǎng)檢測設(shè)備比較接近，稱為非接觸式檢測方式，主要強調(diào)接觸網(wǎng)幾何參數(shù)的測試；法國、日本和瑞士研制的接觸網(wǎng)檢測設(shè)備與德國比較接近，稱為接觸式檢測方式，主要強調(diào)弓網(wǎng)動力學參數(shù)的測試。意大利的接觸網(wǎng)檢測主要采用激光照射，伺服跟蹤、圖像處理技術(shù)，對非接觸式檢測的動態(tài)拉出值和導線高度測量較準；但不能測試接觸網(wǎng)動力學參數(shù)，且因其圖像處理計算量很大，也不能適應高速鐵路接觸網(wǎng)在線測試。德國接觸網(wǎng)檢測側(cè)重對接觸壓力和硬點測量，優(yōu)點是所獲得的動力學參數(shù)較為準確，能夠?qū)W(wǎng)接觸狀況做出最直觀的評判；而缺點是測試項目不全、桿位定位不準、通過壓力傳感器測試得到的拉出值在高速下誤差較大、數(shù)據(jù)報表和測試曲線表現(xiàn)形式不適合中國國情，且價格昂貴。日本的接觸網(wǎng)檢測，突出對弓網(wǎng)離線、接觸線磨耗的測量。很早就研制出可在100km/h速度下檢測接觸網(wǎng)導線高度、拉出值、定位器坡度、支柱號和跨距的檢測車。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀根據(jù)《中國鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃》，到2020年，為滿足快速增長的旅客運輸需求，建立省會城市及大中城市間的快速客運通道，規(guī)劃“四縱四橫”鐵路快速客運通道以及四個城際快速客運系統(tǒng)。，客車速度目標值達到每小時200公里及以上。高速鐵路必將成為未來中國客運運輸?shù)墓歉伞６覈慕佑|網(wǎng)檢測技術(shù)研究始于20世紀60年代，并在20世紀80年代，自行研制出主要用于檢測接觸線高度和拉出值等參數(shù)測量的接觸網(wǎng)檢測車。作為突出代表的是西南交通大學研發(fā)的JJC系列接觸網(wǎng)檢測車，在實際運用中取得了較好的效果。優(yōu)點是其對動態(tài)拉出值和導線高度的非接觸式檢測比較準確、壓力和硬點檢測比較準確、定位準確、數(shù)據(jù)報表和測試曲線表現(xiàn)形式適合中國國情且價格低。缺點則在于軌道靜態(tài)檢測不準確、定位坡度定量檢測盒磨耗檢測誤差比較大。 論文研究內(nèi)容根據(jù)題目的設(shè)計要求，研究內(nèi)容應該分為設(shè)計計算、設(shè)備選擇、技術(shù)校驗，最后應該再有平面設(shè)計圖。那么首先是設(shè)計計算，應為接觸網(wǎng)是一種復雜的供電設(shè)備。為了保證安全運營，使之既具有經(jīng)濟性，又有一定的可靠性，所以要進行一定的數(shù)據(jù)計算。包括負載計算，懸掛的拉出值，根據(jù)風偏移確定跨距，安裝曲線,支柱負載等的計算等。其次是設(shè)備選擇，接觸網(wǎng)有許多的電氣設(shè)備和機械設(shè)備，應該廣泛調(diào)查，擇優(yōu)購買。這時就應該根據(jù)所得的計算數(shù)據(jù)，選擇合適的設(shè)備，比如支柱，接觸線，定位裝置，絕緣子，承力索等等一系列的必要設(shè)備。再次是技術(shù)校驗了，技術(shù)校驗是為了保證設(shè)計的接觸網(wǎng)部分能正常，安全的應用在各種環(huán)境下，因此，要進行一些技術(shù)校驗，比如基礎(chǔ)，腕臂，支柱，線索懸掛等部分的機械強度和穩(wěn)定性的校驗。最后，要根據(jù)所選設(shè)備的型號，與設(shè)計計算得來的數(shù)據(jù)，完成平面設(shè)計圖，最好用CAD作圖，簡單明了，方便快捷。由于是站場CAD圖且只有一個錨段，因而該圖還應該畫出站場咽喉區(qū)的放大圖，同時應該注意各支柱的擺放位置，最后，還應該對布置圖進行適當?shù)恼f明與備注，標明各個線，符號的意義，才算完成。第2章 氣象條件及負載計算 氣象條件接觸網(wǎng)是置于鐵路沿線的供電裝置，它要經(jīng)受一切自然條件的影響，氣象資料是接觸網(wǎng)設(shè)計最原始，也是最重要的資料。氣象資料齊備與否以及它所選擇的數(shù)值是否合適，對接觸網(wǎng)的設(shè)計質(zhì)量有很大影響。為設(shè)計工作的方便，我國在1972年進香的全國社稷規(guī)范改革中，將全國劃分為九個標準氣象區(qū)。表21所列的九個區(qū)域大體所屬范圍劃分如下：Ⅰ區(qū)為南方沿海易受臺風影響地區(qū)，如浙江，福建東部，廣東，廣西沿海地區(qū)等；Ⅱ區(qū)指華東大部分地區(qū)，包括安徽，山東，江蘇大部分地區(qū)；Ⅲ區(qū)包括西南不的非重冰地區(qū)，以及福建，廣東等受臺風影響較弱的地區(qū)；Ⅳ區(qū)包括西北搭補風地區(qū)，華北及京，津，唐等地區(qū)；Ⅴ區(qū)適用于華東，中南和西南三個地區(qū)的廣大山區(qū)；Ⅵ區(qū)指湖北，湖南，河南，以及華北平原的大部分地區(qū)；Ⅶ區(qū)適用于寒潮風很強的地帶，如東北大部分地區(qū)，河北承德，張家口一帶；Ⅷ區(qū)適用于覆冰嚴重的地區(qū)，如上凍，河南的大部分地區(qū)，湘中粵北重冰地帶；Ⅸ區(qū)指云貴高原重冰地區(qū)[2]。表21 典型標準氣象區(qū)氣象區(qū)計算條件ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨ大氣溫度（℃）最高+40最低51010201020402020覆冰—5最大風速+10+1055+105555安裝00510510151010大氣過電壓+15內(nèi)部過電壓年平均氣溫+20+15+15+10+15+105+10+10風速（m/s）最大風速353025253025303030覆冰1015安裝10大氣過電壓1510內(nèi)部過電壓最大風速（不低于15m/s）覆冰厚度（mm）—5551010101520覆冰的密度(kg/m3)900 接觸懸掛類型接觸網(wǎng)的接觸懸掛的種類較多，一般根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同分成簡單接觸懸掛和鏈形接觸懸掛兩大類。簡單接觸懸掛(簡稱簡單懸掛)系由一根接觸線直接固定在支柱支持裝置上的懸掛形式。簡單懸掛分為未補償簡單懸掛和加補償簡單懸掛及吊索式簡單懸掛。鏈形懸掛是一種運行性能較好的懸掛形式。減小了接觸線在跨距中的馳度，改善了彈性，增加了懸掛重量，提高了穩(wěn)定性，可以滿足電力機車高速運行取流的要求。鏈形懸掛根據(jù)線索兩端的下錨方式，可分為下列幾種形式：(1)未補償簡單鏈形懸掛這種懸掛方式的承力索和接觸線兩端無補償裝置，均為硬錨。因此，在溫度變化時，承力索和接觸線的張力弛度變化較大，一般不采用。(2)半補償鏈形懸掛半補償鏈形懸掛分為半補償簡單鏈形懸掛與半補償彈性鏈形懸掛，在半補償簡單鏈形懸掛中，接觸線兩端設(shè)補償裝置，承力索兩端為硬錨。這種懸掛只用于行車速度不高的車站側(cè)線和支線上。半補償彈性鏈形懸掛和半補償簡單鏈形懸掛的區(qū)別在于支柱定位點處吊弦形成的不同。這種懸掛方式用于行車速度不超過100km/h的線路上。(3)全補償鏈形懸掛全補償鏈形懸掛，即承力索和接觸線兩端下錨處均裝設(shè)補償裝置。全補償鏈形懸掛也分為全補償簡單鏈形懸掛和全補償彈性鏈形懸掛[1]，如圖21所示。圖21 簡單鏈型懸掛(4)分析選擇未補償簡單懸掛，沒有補償裝置，張力和馳度會隨溫度變化較大，不利于安裝和線索保護，所以此次設(shè)計不選擇該方式。半補償鏈形懸掛在溫度變化時承力索馳度的變化會使吊弦上端產(chǎn)生上、下位移，而吊弦下端隨接觸線發(fā)生順線路方向偏斜，不利于機車高速運行，所以不選擇。全補償鏈形懸掛沒有上述兩種懸掛方式的缺點，且有利于機車的高速取流，所以選擇全補償鏈形懸掛。但全補償鏈形懸掛包括全補償簡單鏈形懸掛和全補償彈性鏈形懸掛。兩者相比簡單鏈形懸掛結(jié)構(gòu)簡單，造價便宜，運行、檢修經(jīng)驗豐富。而彈性鏈形懸掛比簡單鏈形懸掛有更好的彈性均勻性，但其施工和檢調(diào)比鏈形懸掛復雜。兩相比較，選擇更經(jīng)濟，安裝檢修更方便的全補償簡單鏈形懸掛。目前，世界各國為滿足高速受流的要求，都根據(jù)自己國家高速鐵路規(guī)劃的動力設(shè)置(動力集中式或動力分散式)和受電弓的結(jié)構(gòu)及性能的不同，而采用了不同的懸掛類型。 負載計算本次設(shè)計為大沙坪車站接觸網(wǎng)的平面布置圖設(shè)計，車站位于蘭州附近，屬于西北地區(qū)，海拔平均高度1520米，℃,極端最高氣溫30℃,℃，℃,，年平均蒸發(fā)量1919mm，,%，，最大土壤凍結(jié)深度101cm，因此為第Ⅳ氣象區(qū)，根據(jù)上表可得出基本數(shù)據(jù)。即： (21) (22) (23) (24) (25)又線索型號為：JTM95+CTAH120，則可知其自重： (26) (27) (28)故垂直負載為：(1)接觸懸掛無冰無風時的單位負載 (29)(2)接觸懸掛在覆冰時的各類單位負載①承力索單位冰負載 (210)②接觸線單位冰負載 (211)③覆冰時，承力索的單位風負載 (212)則，覆冰時單位合成負載為： (213)合成負載方向為： (214)而水平負載：接觸懸掛的水平負載主要指風負載，它是指風吹到接觸線、承力索、支柱上所產(chǎn)生的壓力，稱為風壓。在進行電氣化鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計時，如無當?shù)貙嶋H觀測資料，可以充分利用全國基本風壓分布圖給出的條件。但是考慮到投資和回收期的關(guān)系，對于最大風速的保證率要求不同。因此，對于以一般空曠平坦地面、離地面10 m高統(tǒng)計得到的30年一遇的10min平均最大風速為標準的風壓，可以乘以調(diào)整系數(shù)得出相應不同重現(xiàn)期的風壓。在具有當?shù)仫L速觀測資料時，接觸網(wǎng)懸掛線索的風負載可由下式確立： (215)式中，K――風負載體型系數(shù)(見表32)；d――線索的直徑(mm)；v――設(shè)計計算風速(m/s)；計算在線索覆冰狀態(tài)下的單位風負載時，其計算直徑d應為(d+2b)。風載體型系數(shù)參考取值表如下：表22 風載體型系數(shù)參考取值表系數(shù)受風件特征K支柱圓形鋼筋混凝土支柱矩形鋼筋混凝土支柱四邊形角鋼支柱(1+)線索鏈型懸掛一般懸掛(3)接觸懸掛在最大風時的各類單位負載： (216)(4)最大風時，單位合成負載： (217)單位合成負載方向： (218)通過以上計算可知，該懸掛的最大合成負載出現(xiàn)在覆冰時[1]。第3章 站場平面布置圖設(shè)計 供電平面圖 供電方式此次設(shè)計供電方式選擇帶回流線的直接供電方式。帶回流線的直接供電方式是在直接供電方式的基礎(chǔ)上，在接觸網(wǎng)田野側(cè)增設(shè)一條回流線的供電方式，每隔一定距離用吸上線將回流線和鋼軌并聯(lián)，牽引回流由回流線、鋼軌和大地流回牽引變電所。由于回流線中的電流與接觸線中的電流方向相反，二者產(chǎn)生的交變電磁場可部分抵消，從而降低了電磁干擾。由于軌回流減少，因此，鋼軌對地電位也得到了降低。該種供電方式的供電回路簡單，比直接供電具有更低的線路阻抗和鋼軌電位，比其他供電方式節(jié)約投資。這種供電方式目前我國應用最為廣泛?；亓骶€選擇目LBGLJ 240型號。 供電平面圖接觸網(wǎng)線路之間所進行的分段稱為橫向分段。如站場內(nèi)因各股道的作用不同而進行的分段。接觸網(wǎng)沿線路方向鎖進行的分段稱為縱向分段，如在站場和區(qū)間銜接處所進行的分段，站場和區(qū)間的接觸網(wǎng)應是各自獨立的，因此在它們的連接處必須進行分段。在復線和多線路區(qū)段上，不論是區(qū)間或是站場，其正線間總是分開的，其分段方式、方法視股道的具體情況而定。如果正線間有道岔，則往往是在此處進行分段。本設(shè)計的供電平面圖如下圖31所示。圖31 供電平面圖 拉出值計算與錨段劃分 拉出值計算在進行接觸網(wǎng)平面設(shè)計時，在定位點處，應標明接觸線拉出值的大小和方向。設(shè)置